“高强高模聚乙烯醇纤维的研制”小试通过鉴定

由我校化纤研究所杨屏玉等同志承担的“高强高模聚乙烯醇纤维的研制”项目已于1993年3月15日通过了技术鉴定。杨屏玉副教授自1986年率先开始PVA冻胶纺丝的研究工作,当时以指导研究生工作为主。为了加快研究进度,更好地将科研成果转化为生产力,在中国石化总公司和上海石化总厂开发部的关心支持下,1991年4月与上海石化总厂维纶厂进行合作,正式立题开展高强高模PVA纤维的研究工作.经过课题组同志一年多的共同努力,完成并超过了合同所规定的内容,其特点是采用分子量较低的PVA聚合体,即普通湿法成型用的纤维级PVA(DP为1710±50),通过冻胶纺丝技术研翻高强高模PVA纤维。并取得了以下成果:     

热风干燥技术在高强高模PVA纤维生产过程中的应用研究

本文研究了采用循环热风的加热方式,用燃气作为加热热源,以热风进行循环利用的PVA纤维干燥技术。利用该技术所生产的高强高模PVA纤维,其平均强度≥13CN/dtex、模量320CN/dtex,且获得的纤维产品外观显银白色,分散性一级品率可稳定控制在90%以上。     

PVA纤维增强高性能水泥基材料的韧性

采用低掺量(纤维体积率为1%~2%)的高强度高弹模聚乙烯醇纤维(简称PVA纤维)进行延性纤维基材料韧性的研究,分析了材料组成参数(PVA纤维体积率、纤维长径比、界面改性剂和砂灰比等)对高强度高弹模PVA纤维增强水泥基材料韧性的影响。结果表明,使用高强度高弹模PVA纤维以及通过材料组分优化,可以在低体积率下得到高韧性水泥基复合材料,凹土可以做为PVA纤维的一种界面改性剂。     

“超高强高模聚乙烯纤维研制”小试通过鉴定

由我校化纤研究所高强高模聚乙烯(PE)纤维课题组承担的石化总公司项目“超高强高模聚乙烯纤维研制”已于1991年12月8日通过技术鉴定。高强高模 PE 纤维是近年来发展起来的一种高性能纤维。它是采用新的纺丝方法——凝胶纺丝法制成的。它在国防工业和民用工业方面有着广泛的应用前景.石化总公司早在1985年就支持我校立题开展高强高模 PE 纤维的研究工作。1989年在课题组完成第一份合同后,该公司又正式下达小试项目,二年来 PE 课题组同志共同努力,根据小试合同要求进行了4个方面的研究工作,取得了以     

高强高模聚乙烯醇纤维的研制

本文报道了不同溶剂条件下PVA的溶解工艺及不同纺丝条件对纤维性能的影响,模索出采用普通分子量的PVA加硼酸用水溶解进行干湿法或湿法纺丝,然后经过多道湿热和干热拉伸制取高强高模量维纶纤维的一种新的工艺条件,所得纤维的强度可达11.35cN/dtex初始模量达363.44cN/dtex,从而能满足其作为产业用途的性能要求。     

集束PBO纤维增强UHPC性能的研究

钢纤维和PVA纤维是UHPC常用的增强纤维。但是,钢纤维易腐蚀,且容易扎伤人。PVA纤维力学强度不高,限制了其应用。采用集束PBO纤维增强UHPC,考察其流动度、力学强度和收缩性能,并与钢纤维-UHPC、PVA纤维-UHPC进行比较。结果显示集束PBO纤维增强UHPC的综合性能优于PVA纤维增强UHPC,且掺量为2%(体积百分比)时,集束PBO纤维增强UHPC的抗弯性能和收缩性能与钢纤维增强UHPC相当,抗压强度则低20%。     

安徽皖维高新材料股份有限公司

正安徽皖维高新材料股份有限公司是安徽省重要的化,工、化纤、新材料、建材联合制造企业,始建于1969年,于1997年5月在上海证券交易所上市(股票名称"皖维高新",代码"600063")。上市三十多年来,皖维公司已发展成为总资产93亿元、销售收入64亿元、利润总额4.3亿元、出回创汇1.5亿美元的国家级高新技术企业。拥有全国同行业第一家国家级企业技术中心,省级工程技术研究中心、工程研究中心,2019年为解决液晶显示"卡脖子"技术难题,成立了中国科大-皖维PVA新材料联合实验室。公司聚乙烯醇、高强高模聚乙烯醇纤维、PVA光学薄膜、PVB树脂及胶片等技术处于行业领先,综合实力位居国内同行业第一。     

热处理方法对高强高模聚乙烯醇纤维性能的影响

对聚乙烯醇初生纤维,以硫酸钠水溶液为凝固剂,采用湿法纺丝工艺,经湿热拉伸、干燥、热拉伸及热定型后,制得高强高模聚乙烯醇纤维。本文探讨热处理方法对高强高模聚乙烯醇纤维性能的影响。结果表明:初生纤维负拉伸为30%、初始拉伸3倍、湿热拉伸1.5倍、225℃热拉伸3倍,热定型30s的聚乙烯醇纤维,纤维强度为13.7c N/dtex,初始模量为309.3c N/dtex。     

PVA纤维表面覆油量对SHCC拉伸性能的影响

为了制备高强高韧应变硬化水泥基复合材料(SHCC),并且研究PVA(聚乙烯醇)纤维对其受拉特性的影响,使用不同PVA纤维配制SHCC并进行单轴拉伸试验,分析PVA纤维覆油量、纤维长度对其强度与韧性的影响,采用傅里叶转换红外线光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)观测纤维属性,用超景深显微镜统计裂纹数目并计算其平均宽度.结果表明:采用不同覆油量的PVA纤维均能制备SHCC;当覆油量为0.8%、纤维长度为12mm时,配制的SHCC特性更佳;采用不同覆油量的PVA纤维配制的SHCC在断口处残留纤维长度不同.     

塑性铰区采用PVA纤维高强混凝土柱抗震性能

为了明确局部PVA纤维高强混凝土柱中轴压比、剪跨比和PVA纤维掺量对抗震性能的影响，对不同轴压比(0.2、0.3和0.4)、剪跨比(3.23、4.15和5.07)和PVA纤维体积分数(0、0.3%、0.5%和0.7%)的8根高强钢筋混凝土柱足尺试件进行了抗震性能试验，分析了PVA纤维掺量、轴压比和剪跨比等参数对于高强钢筋混凝土柱耗能能力、自复位能力、强度退化性能、刚度退化性能以及弯矩曲率关系的影响规律.以有限元模拟软件OpenSees为平台建立试件模型，对轴压比和剪跨比进行扩展分析.研究结果表明，PVA纤维混凝土柱的延性、耗能能力明显更优，抗震性能更好；同时，轴压比和剪跨比对抗震性能影响显著，PVA纤维掺量对其影响较大；建立的有限元模型具有较高的准确性.     

几种高性能纤维热收缩性能的对比研究

对芳香族聚酰胺纤维（芳纶），高强聚乙烯醇（PVA）纤维，高强聚乙烯（PE）纤维的热收缩性能进行测试研究，从纤维内部结构分析这3种纤维不同的热收缩特性，并讨论这3种纤维作为橡胶骨架材料的适用性。     

紫外辐照表面接枝纤维的表征

本文通过电子能谱法,全反射红外光谱法、纤维染色性能和吸湿性能的测定,纤维与环氧树脂粘结后拔出力的测试等表征了经紫外辐照表面接枝的高强高模聚乙烯纤维和高强聚酯纤维的表面接枝程度,这些实验结果同时也肯定了紫外辐照接枝纤维的表面性能得到了很好的改善。     

具有广泛应用前景的碳纤维

碳纤维是近年来发展起来的新型纤维,是当代高新技术的产物.由于碳纤维具有特殊的性能,现已在高性能复合材料、导电及抗静电材料、空气及水净化,以及建筑材料等领域获得广泛的应用.碳纤维由许多性能各异的品种组成.其中,高强高模碳纤维具有卓越的力学性能,它的模量可达380GPa,是钢丝的10倍,涤纶纤维的30倍.即使是性能优异的凯夫拉(Kevlar)纤维,其模量也只有高强高模碳纤维的1/3.     

PVA接枝纤维增强水泥材料的研究

分别以丙烯酸和丙烯酰胺为单体 ,通过接枝反应向 PVA纤维表面引入带有极性羧基基因或酰胺基团的支链 ,考察了 PVA接枝纤维对其增强水泥材料力学性能的影响。结果表明 ,与未接枝 PVA纤维相比 ,PVA接枝纤维增强水泥材料的极限弯曲强度明显增大 ,增幅可达 30 % ,而其弯曲模量、屈服弯曲强度和断裂韧性几乎没有变化 ;随着接枝率的增大 ,PVA接技纤维增强水泥材料的极限弯曲强度减小。     

应变硬化水泥基复合材料的干燥收缩与开裂

为了改善水泥基材料的抗干缩和抗裂性能,在水泥基材中掺加了体积分数为0,0.75%和1.5%的PVA纤维.通过圆环试验,用裂缝观测镜和裂缝显微观测仪观测裂缝宽度,并计算其裂缝总面积、裂缝数量、最大和平均裂缝宽度.结果表明:添加PVA纤维后基体可获得多裂缝发展与应变硬化效果;裂缝的宽度及数量受基材组成比例和PVA体积掺量影响;当PVA纤维的体积掺量为1.5%时,裂缝的最大宽度可控制在40μm内、平均宽度小于20μm,裂缝面积降至4%以下,裂缝数量增加5倍多,裂缝控制率高于96%.PVA纤维混凝土具有良好的抗干缩和抗裂性能,可用于高耐久性的混凝土结构建设或重要工程的修补工作.     

混杂纤维ECC高温后力学特性与微观结构变化

为利用玄武岩纤维的高强度、高熔点特性来提升高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的高温力学性能,试验测试了混杂玄武岩-聚乙烯醇(PVA)纤维和单掺PVA纤维ECC从常温至400℃的抗压和抗弯力学性能,并结合扫描电镜(SEM)观察不同温度后的材料微观结构变化.结果表明:混杂纤维ECC的高温后抗压强度较常温有所提升,其高温后抗压韧性优于单掺纤维体系;随着温度升高,混杂纤维ECC的高温后峰值荷载和极限挠度下降速率要低于PVA纤维延性材料,但400℃时仍表现为显著的脆性破坏;PVA纤维熔化和纤维-基材界面性能退化是造成混杂纤维ECC高温力学性能下降的主要原因.     

聚乙烯醇纤维钢筋复合梁抗弯性能试验研究

掺入聚乙烯醇纤维(简称“PVA纤维”)的钢筋混凝土梁具有优良的抵抗变形能力和抗裂性能,在工程结构中具有良好的应用前景。为研究PVA纤维的掺入对PVA纤维钢筋复合梁(简称“PRC梁”)抗弯性能的影响,进行了4根PVA纤维体积掺量不同的PRC梁的静态三点弯曲加载试验。结果表明：PVA纤维的掺入并没有改变PRC梁的破坏形态,且破坏过程相似;但是掺入PVA纤维极大增强了PRC梁的抗裂性,延缓了裂缝的出现。相比于普通RC梁,0.75%(体积分数)掺量下的PRC梁开裂荷载提高了2.1倍;同时,掺入PVA纤维能够小幅增加PRC梁的抗弯承载力,在加载过程中,PVA纤维混凝土与钢筋能够更好地协同工作,从而增强了PRC梁的持荷变形能力;荷载位移曲线的积分面积表明(利用Origin曲线积分发现)PRC梁在加载过程中吸收的能量更多,因此,掺入PVA纤维能够有效增强PRC梁的延性。     

维纶纤维的特点及其应用

早期普通的维纶纤维性能与植物棉类似,应用不广。随着技术不断的革新与发展,维纶纤维发展出了水溶性维纶纤维、阻燃维纶纤维以及高强高模维纶纤维等,应用领域扩大。本文就当前维纶纤维的种类、特点以及在纺织工程中的应用作相应探讨。     

纺丝工艺对高相对分子质量Lyocell 纤维素纤维性能的影响

使用高相对分子质量的纤维素——医用脱脂棉(铜铵法聚合度DP＝1400)为纺丝原料，N—甲基吗啉—N—氧化物(NMMO）作溶剂，采用Lyocell工艺进行纺丝制备高强高模纤维素纤维；通过正交设计和系统试验，考察了纺丝工艺参数(气隙长度，拉伸比，凝固洛浓度和喷丝板孔数)对最终Lyocell纤维机械性能的影响。结果表明，对于这一体系，纺丝工艺参数对纤维的拉伸强度、初始模量及断裂伸长率都有不同程度的影响；在工艺优化的基础上，制备出了拉伸强度8．9cN／dtex，初始模量163cN／dtex的高强高模纤维素纤维。     

CaCO_3晶须对钢—PVA纤维增强水泥砂浆断裂性能的影响

将微米级的CaCO_3晶须加入钢-聚乙烯醇(PVA)纤维水泥砂浆中,通过三点弯曲切口梁试验,分别研究CaCO_3晶须掺量和水灰比对钢—PVA纤维增强水泥砂浆断裂性能的影响.试验表明,CaCO_3晶须可以改善钢—PVA纤维水泥砂浆的断裂性能,其中1%CaCO_3晶须的提高效果最为显著.随水灰比的增大,CaCO_3晶须改性钢—PVA纤维水泥砂浆的断裂性能逐渐降低.在水灰比较小时,CaCO_3晶须、PVA纤维以及钢纤维之间关于失稳断裂韧度和断裂能呈现正混杂效应,且正混杂效应对断裂能的作用更显著.此外,机理分析表明:CaCO_3晶须可以在微观尺度上对钢—PVA纤维增强水泥砂浆实现阻裂增强.